高分子材料3d打印技术(3d打印技术最新应用情况)

3D打印是制造业领域的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。近年来,随着工业技术的进步,3D打印技术得到迅速发展并得到媒体的广泛关注,各类3D打印技术被纷纷报道。面对众多的3D打印技术,各位小伙伴是不是有点hold不住了?没关系,下面小编为大家整理了一些和3D打印有关技术信息,用图文的方式生动呈现出其原理,把高大上的3D打印技术拉下神坛!

金属3D打印技术可以直接用于金属零件的快速成型制造,具有广阔的工业应用前景,是国内外重点发展的3D打印技术,下面小编带大家分享3D打印原理高分子篇五大技术:SLA、CLIP、3DP、PolyJet、FDM和金属3D打印原理五大技术:NPJ、SLM、SLS、LMD、EBM。

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3D打印原理高分子篇五大技术

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SLA (StereoLithography)

SLA (StereoLithography)即光固化成型技术,指利用紫外光照射液态光敏树脂发生聚合反应,来逐层固化并生成三维实体的成型方式,SLA制备的工件尺度精度高,是商业化的最早3D打印技术。

以下是SLA工艺工程:

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紫外激光源

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光固化反应

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逐层扫描成型

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CLIP (ContinuousLiquid Interface Production technology)

CLIP (ContinuousLiquid Interface Production technology)即连续液体界面提取技术,是在Carbon 3D公司在SLA技术的基础上开发的具有革命性的3D打印技术,将3D打印的速度提高了100倍!

CLIP从底部投影,使光敏树脂固化,不需要固化的部分通过控制氧气,形成死区,抑制光固化反应而保持稳定的液态区域,这样就保证了固化的连续性。

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光固化反应

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氧气抑制光固化过程

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光固化死区演示

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CLIP成型过程

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3DP(Three-DimensionalPrinting)

3DP(Three-DimensionalPrinting)即三维打印快速成型技术,其与传统二维喷墨打印接近,从喷头喷出粘结剂(彩色粘结剂可以打印出彩色制件),将平台上的粉末粘结成型,通常用采用石膏粉作为成型材料。3DP技术目前主要应用有两个:全彩3D打印及砂模铸造。

以下是Exone公司用3DP技术进行砂模铸造的过程:

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粘结剂喷射

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加热固化

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打印成型

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铸造成型

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PolyJet

PolyJet即聚合物喷射技术,其成型原理类似3DP技术,但喷射的不是粘合剂而是光固化树脂,喷射完成后通过紫外光照射固化成型。

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PolyJet成型原理

PolyJet采用阵列式喷头,甚至可以同时喷射不同材料,实现多种材料、多色材料同时打印。

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阵列喷头工作过程

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PolyJet打印过程

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FDM(Fused Deposition Modeling)

FDM(Fused Deposition Modeling)即熔融层积技术,利用高温将材料熔化,通过打印头挤出成细丝,在构件平台堆积成型。FDM是最简单也是最常见的3D打印技术,通常应用于桌面级3D打印设备。

以下是FDM技术的工作原理:

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模型处理

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耗材挤出成型

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逐层打印过程

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去除支撑

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表面处理

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金属3D打印原理五大技术

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NPJ(Nano Particle Jetting)

NPJ技术是以色列公司Xjet最新开发出的金属3D打印成型技术,与普通的激光3D打印成型相比,其使用的是纳米液态金属,以喷墨的方式沉积成型,打印速度比普通激光打印快5倍,且具有优异的精度和表面粗糙度。

以下是Xjet设备工作过程:

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金属颗粒细化

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金属颗粒分布在液滴中

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液滴喷射成型过程

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液相排出过程

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烧结后的制件

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SLM(Selective Laser Melting)

SLM即选区激光熔化成型技术,是目前金属3D打印成型中最普遍的技术,采用精细聚焦光斑快速熔化预置金属粉末,直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的零件,得到的制作致密度可达99%以上。

激光振镜系统是SLM的关键技术之一,以下是SLM Solution公司的振镜系统工作图:

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激光发射

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激光传输

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扫描振镜

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激光扫描熔化

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金属粉末熔化过程

金属3D打印过程中,由于制件通常较复杂,需要打印支撑材料,制件完成后需要去除支撑,并对制件的表面进行处理。

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取出制件

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去除支撑

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打磨后处理

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SLS(Selective Laser Sintering)

SLS即选区激光烧结成型技术,与SLM技术类似,区别是激光功率不同,通常用于高分子聚合物的3D打印成型。

以下是SLS制备塑料制件的过程:

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模型分层切片

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激光烧结过程

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制件的取出

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后处理

SLS也可用于制造金属或陶瓷零件,但所得到的制件致密度低,且需要经过后期致密化处理才能使用。

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SLS制造金属零件

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LMD(Laser Metal Deposition)

LMD即激光熔覆成型技术,该技术名称繁多,不同的研究机构独立研究并独立命名,常用的名称包括:LENS, DMD, DLF, LRF等,与SLM最大不同在于,其粉末通过喷嘴聚集到工作台面,与激光汇于一点,粉末熔化冷却后获得堆积的熔覆实体。

以下是LENS技术的工作过程:

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同轴送粉

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构建过程

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EBM(Electron Beam Melting)

EBM即电子束熔化技术,其工艺过程与SLM非常相似,区别在于,EBM所使用的能量源为电子束。EBM的电子束输出能量通常比SLM的激光输出功率大一个数量级,扫描速度也远高于SLM,因此EBM在构建过程中,需要对造型台整体进行预热,防止成型过程中温度过大而带来较大的残余应力。

以下是EBM工作过程:

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整体预热

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成型过程

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熔化过程中粉末的变化

看了这些。你都明白了,科学技术发展越来越快,之后之后各种东西会不会都可以用3D技术制造,比如住房,或者一些器官等。

3D打印的突出特点有两个:一是免除模具,二是制造成本对设计的复杂性不敏感。免除模具的特点使得3D打印适合用于产品圆形、试制零件、备品备件、个性化定制、零件修复、医疗植入物、医疗导板、牙科产品、耳机等小批量个性化的产品。而传统制造工艺、如果产品的设计过于复杂,那么对应的制造成本就会十分昂贵。3D打印对所占用的材料成本更加敏感,而对设计的复杂性并不敏感,也就是说3D打印适合制造复杂形状的产品,包括一体化结构、仿生学设计、异形结构、轻量化点阵结构、薄壁结构、梯度合金、复合材料、超材料等。

 

摄影师Platon Antoniou曾在为霍金拍摄时问了霍金一个问题:“您能不能给我一个词,谈谈您想对这个世界说什么?”霍金打出了他对这个世界想说的话:“wow”!即使一生被禁锢在轮椅上,他依然觉得这个世界值得人惊叹与热爱。

 

提到霍金,是因为我们在关注3D打印所能为人类所创造的价值的过程中,我们的心得正好是:“wow”。

 

当前,3D打印要么被忽略要么被过分地夸大,希望人们能够通过某种途径来客观、清晰地了解关于3D打印的“wow”。不管你是哪个行业,不管你是什么专业,只要与制造有关,你会发现,你都离不开3D打印。而拥有这个洞察力,你将能做到心中有数。

 

所以,无论你是学校里的学生,无论你是否在学习3D打印相关的知识,无论你是制造业的管理层还是技术人员,无论你的企业是否已经使用了3D打印技术。这本《3D打印与工业制造》都将为你揭开3D打印关于价值创造的奥秘,让你从应用的角度上理解3D打印的价值,不仅对3D打印的发展建立全局感,还能敏锐地捕捉到3D打印与应用端结合的落脚点。然后有针对性地去补充自己需要的知识,包括材料、机械、软件、检测、后处理、激光加工等,你将从中受益。

 

希望这本书成为3D打印行业的必读圣经!帮助业界去开拓3D打印更多值得人惊叹与热爱的“wow”,这将是属于我们共同的旅程!

 

——引自《3D打印与工业制造》序

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高分子材料3d打印技术(3d打印技术最新应用情况)

书名:3D打印与工业制造

作者:工业和信息化部工业发展中心 王晓燕 朱琳

ISBN:978-7-111-61729-7

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本文来自作者:常悦销售向薪力,不代表小新网立场,更多干货关注公众号:zhantianss(长按复制)

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